動(dòng)態(tài)RTK在鄉(xiāng)村規(guī)劃中的應(yīng)用

王玉潔，王小花

（河南省義馬礦務(wù)局永興公司測(cè)繪處，河南 義馬 472300）

近年來(lái)，隨著新農(nóng)村建設(shè)的進(jìn)程不斷加快，實(shí)施科學(xué)、前瞻性的鄉(xiāng)村規(guī)劃越來(lái)越受到重視。由于農(nóng)村地域廣泛、測(cè)量條件差、交通信息不便等特點(diǎn)，作為規(guī)劃前期的基礎(chǔ)工作之一，實(shí)行地形圖的測(cè)繪也面臨著一定的復(fù)雜性?；谌蚨ㄎ幌到y(tǒng)（GPS）的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK）定位技術(shù)，以其覆蓋面廣、作業(yè)周期短、測(cè)量精度準(zhǔn)正被日益應(yīng)用到鄉(xiāng)村規(guī)劃中。

1 動(dòng)態(tài)RTK技術(shù)概述

1.1 技術(shù)原理

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（Real Time Kinematic-RTK）定位技術(shù)，是基于全球定位系統(tǒng)基礎(chǔ)上的一項(xiàng)以載波相位觀測(cè)為主要載體的實(shí)時(shí)差分測(cè)量技術(shù)。其技術(shù)原理為：以一臺(tái)輸入已知WGS-84坐標(biāo)的GPS接收機(jī)作為基準(zhǔn)站，對(duì)所有可見(jiàn)GPS衛(wèi)星進(jìn)行不間斷觀測(cè)，將其觀測(cè)數(shù)據(jù)（已知WGS-84坐標(biāo)及載波相位）通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備發(fā)送給流動(dòng)站或稱用戶觀測(cè)站。與此同時(shí)，在該站點(diǎn)上，另一臺(tái)GPS接收機(jī)在接收GPS衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)接收設(shè)備，接收基準(zhǔn)站傳輸?shù)挠^測(cè)數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對(duì)定位、實(shí)時(shí)差分的原理，通過(guò)計(jì)算機(jī)特定軟件，實(shí)時(shí)計(jì)算出流動(dòng)站所在點(diǎn)的WGS-84三維坐標(biāo)，通過(guò)地方坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，換算得出流動(dòng)站逐點(diǎn)的平面坐標(biāo)x，y和海拔高h(yuǎn)，并得出其坐標(biāo)和其精度，在電子手簿上實(shí)時(shí)顯示。

1.2 控制系統(tǒng)組建

一般來(lái)說(shuō)，作為動(dòng)態(tài)RTK測(cè)量技術(shù)的核心，控制系統(tǒng)的組建十分關(guān)鍵，這是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)RTK測(cè)量的基礎(chǔ)。動(dòng)態(tài)RTK控制系統(tǒng)主要由3個(gè)部分組成：GPS接收設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和軟件系統(tǒng)。接收設(shè)備至少包括兩臺(tái)以上的GPS接收機(jī)，于基準(zhǔn)站和流動(dòng)站各一臺(tái)；數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要由無(wú)線電臺(tái)組成，于基準(zhǔn)站和流動(dòng)站各一臺(tái)，此為動(dòng)態(tài)測(cè)量的關(guān)鍵設(shè)備。軟件系統(tǒng)則包括快速結(jié)算、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、精度評(píng)價(jià)等系統(tǒng)轉(zhuǎn)換功能，以能夠?qū)崟r(shí)解算出流動(dòng)站的三維坐標(biāo)。

2 動(dòng)態(tài)RTK在鄉(xiāng)村規(guī)劃中的應(yīng)用

2.1 地形圖測(cè)繪

新農(nóng)村規(guī)劃中，地形圖的測(cè)量和繪制是重要的一環(huán)。由于農(nóng)村面積較大，沒(méi)有已知控制點(diǎn)可用，一般采用獨(dú)立坐標(biāo)系，通常以磁北方向作為坐標(biāo)縱方向。具體實(shí)施步驟如下：①選定一中心點(diǎn)A（通常在視野開(kāi)闊坡地），假設(shè)其坐標(biāo)和高程，然后以此點(diǎn)為測(cè)站點(diǎn)，磁北方向作為后視方向，用全站儀測(cè)出另外一點(diǎn)B的坐標(biāo)；②以A、B兩點(diǎn)為已知點(diǎn)，對(duì)RTK進(jìn)行該測(cè)區(qū)的點(diǎn)位校正；利用RTK聯(lián)合全站儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。對(duì)于開(kāi)闊地、居民地外圍等滿足RTK作業(yè)的區(qū)域采用RTK接收機(jī)進(jìn)行作業(yè)；③對(duì)于樹(shù)木較多、居民地內(nèi)部等采用RTK無(wú)法進(jìn)行作業(yè)的區(qū)域，采用RTK模式布設(shè)圖根控制點(diǎn)，利用全站儀進(jìn)行觀測(cè)；④以全站儀數(shù)據(jù)繪制地形圖。

2.2 控制測(cè)量

鄉(xiāng)村控制網(wǎng)具有控制面積大、測(cè)量范圍廣等特點(diǎn)，由于鄉(xiāng)村地形復(fù)雜，河流、湖泊較多，給測(cè)量工作增加了難度，影響了工程測(cè)量的進(jìn)度。如何快速精確地提供控制點(diǎn),直接影響工作效率。

筆者在實(shí)際工作中，曾多次對(duì)某鄉(xiāng)村原GPS點(diǎn)及I、II級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，其部分檢驗(yàn)值較差見(jiàn)表1。

表1 部分檢驗(yàn)值較差表

筆者發(fā)現(xiàn)，RTK測(cè)量的同一點(diǎn)位相對(duì)于靜態(tài)GPS觀測(cè)點(diǎn)基本上是一致的，其坐標(biāo)差值較小，而對(duì)于常規(guī)儀器觀測(cè)的I、II級(jí)導(dǎo)線來(lái)說(shuō)有部分相差較大，由此可見(jiàn)RTK技術(shù)無(wú)論是在作業(yè)精度，還是作業(yè)效率上都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

2.3 規(guī)劃道路中線放線

RTK測(cè)量技術(shù)用于鄉(xiāng)村道路中線放樣，放樣工作一人也可完成。首先確定線路起終點(diǎn)坐標(biāo)、將曲線轉(zhuǎn)角、半徑等輸入RTK的外業(yè)控制器，即可開(kāi)始放樣；其次選定放樣方法，即可按樁號(hào)也可按坐標(biāo)放樣，并可以隨時(shí)互換；最后按照屏幕上有箭頭指示偏移量和偏移方位調(diào)整誤差，以確定最終放線。

2.4 用地測(cè)量

鄉(xiāng)村建設(shè)用地和農(nóng)田用地邊界清楚，應(yīng)用PTK更易完成。按照定界點(diǎn)坐標(biāo)，能實(shí)時(shí)確定在土地使用界限范圍，計(jì)算用地面積。因其在土地權(quán)屬界限、土地分類修測(cè)上的高速度和高精度性,能夠滿足土地規(guī)劃和土地權(quán)屬調(diào)查需要。

2.5 農(nóng)村住房規(guī)劃放線

規(guī)劃放線既要滿足農(nóng)村規(guī)劃條件要求，又要符合新農(nóng)村居民建筑物本身的幾何關(guān)系，放樣精度要求較高。筆者以對(duì)某自然村12戶農(nóng)民住房規(guī)劃放樣為例，運(yùn)用動(dòng)態(tài)GPS儀，說(shuō)明農(nóng)村住房規(guī)劃放線要求。

表2 某自然村莊部分點(diǎn)位、高程檢測(cè)精度表

點(diǎn)位中誤差m=0.011，高程中誤差m=0.014.

計(jì)算公式：m=±([vv]2/n)，v，v為點(diǎn)位和高程較差；n為檢查點(diǎn)數(shù)。

以上數(shù)據(jù)分析表明，RTK測(cè)量結(jié)果與全站儀測(cè)量結(jié)果互差均在厘米范圍內(nèi)，其中點(diǎn)位較差最大2.6cm，高程較差最大為3.2cm，點(diǎn)位中誤差為0.011 m，高程中誤差0.014 m，完全滿足測(cè)量放線的精度要求?？梢?jiàn)，動(dòng)態(tài)RTK進(jìn)行規(guī)劃放線因農(nóng)村視野開(kāi)闊、場(chǎng)地條件好，能更好滿足規(guī)劃放線要求。

3 結(jié)束語(yǔ)

作為一項(xiàng)新型的測(cè)量技術(shù)，動(dòng)態(tài)RTK技術(shù)以其測(cè)量精度準(zhǔn)，工作量小，省時(shí)省力，近年來(lái)得到了廣泛的應(yīng)用。在當(dāng)前我國(guó)建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的今天，運(yùn)用好該項(xiàng)技術(shù)，對(duì)于科學(xué)進(jìn)行鄉(xiāng)村規(guī)劃，滿足規(guī)劃中的測(cè)量需要，有著很強(qiáng)的作用和推廣價(jià)值。

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